RECUPERACIÓN POR DIALISIS DE ACEI TES USADOS EN FÁBRICAS LOCALI ZADAS EN EL CANTÓN MILAGROPROVINCIA DEL GUAYAS-ECUADOR *+*+*+*+*+*+*+*+*+*+*+*

M endoza Haro Edgar Italo. Ing. M sc. *+*+*+*+*+*+*+*+*+*+*+*

Director de Mantenimiento de la Compañía Azucarera Valdez. *+*+*+*+*+*+*+*+*+*+*+*

Garcí a Moreno y Roberto Astudillo, Barrio Miraflores Villa # 1 Ingenio Valdez, Código postal 09-09-25, Milagro, Guayas, Ecuador, Email(s): [email protected]; [email protected]

Resumen Todo residuo o desecho que pueda causar daño a la salud o al medio ambiente es considerado como residuo o desecho peligroso; argumento suficiente para que los gobiernos seccionales o centrales se responsabilicen en promover la adopción de medidas para reducir al máximo la generación de estos desechos, así como establecer políticas y estrategias para su manejo y eliminación sin menoscabo del medio ambiente y se reduzcan sus propiedades nocivas mediante técnicas apropiadas. Los Ingenieros de Mantenimiento de la Compañía Azucarera Valdez y Estudiantes de la UNEMI de la carrera de Ingeniería Industrial con mención en Mantenimiento Industrial tienen hoy un reto importante en buscar las herramientas necesarias para obtener un planeta más limpio y mejorar las condiciones de vida de sus habitantes. ¿Como hacerlo?: Fomentando, gestionando y financiando proyectos de investigación completos, que incluyan: planificación, ejecución y control de los mismos que aporten hacia este objetivo. Compañía Azucarera Valdez S.A. , preocupada por resolver este problema auspicia técnicamente la presente investigación buscando soluciones definitivas a un problema de la ciudad como son: la recolección y recuperación de lubricantes utilizados en los procesos

industriales ubicados en la ciudad de Milagro y sus sectores de influencia productiva y económica. Lubricantes que normalmente son desechados sin tratamiento y control alguno en lo concerniente al impacto ambiental, provocando degradación de la flora y fauna de los efluentes y ríos de la ciudad, al utilizar los mismos como medios para evacuarlos o eliminarlos, sin un procedimiento previo para recolección, recuperación y regeneración del mismo, obteniéndose una recuperación económica y ambiental importante a considerar. Nuestro Planeta Tierra es lo único que se mueve sin lubricación, pero todo lo que se mueve sobre ella necesita lubricación, considerando que todo lo que se mueve produce fricción y donde hay fricción se producen desgastes, entonces los aceites lubricantes se tornan imprescindibles, por lo que, se justifica la recuperación de los mismos mediante procesos tecnológicos que ameriten investigación y desarrollo, es por esto que, un grupo de ingenieros del Área de Mantenimiento PreventivoProactivo de la Compañía Azucarera Valdez y estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial de la UNEMI se proponen llevar adelante este proyecto. Los aceites lubricantes son casi todos productos altamente refinados y se encuadran dentro de los aceites minerales entre los cuales encontramos:

• Aceites para motores y engranajes. • Aceites hidráulicos para transmisiones de potencia. • Fluidos para el mecanizados de metales y protección contra la corrosión. • Aceites de uso en transformadores eléctricos, conocidos como PCB´s Estos por su condición de trabajo se contaminan con polvos, agua, desgastes de piezas y partes, suciedad y otros. Contaminantes que se encuentran disueltos o emulsionados en el aceite que deben ser eliminados o minimizados por reciclajes de no, terminan como residuos tóxicos penosos y peligrosos que contaminan el medio ambiente. Para reciclar estos lubricantes se utilizan procedimientos como: • Tratamientos de acondicionamientos • Tratamientos de reacondicionamientos Que serán desarrollados en el presente trabajo de investigación científica.

1. OBJETIVO GEN ERAL Recuperar los aceites usados utilizados para lubricar piezas y partes mecánicas de maquinas que están expuestas a desgastes mediante fricción, de igual forma los que transmiten potencia como los SAE 10, controlando y evitando desecharlos por los efluentes que contaminan los vertederos de las industrias y por ende de la ciudad.

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evitando perdidas económicas y ambientales. Determinar los costos por la regeneración y recuperación y ponderarlos contra los beneficios que esto implica para el proyecto de inversión que se pondrá en marcha. Determinar y cuantificar el alcance del impacto ambiental que genera este proyecto.

3. DES CRIPCIÓN DEL PROYECTO En el Cantón M ilagro y sus alrededores se generan anualmente grandes volúmenes de aceites usados, provenientes de consumos de lubricantes por el sector industrial, especialmente de la industria azucarera y sus derivados. Esto llevó a emprender un análisis cualitativo y cuantitativo de las diferentes actividades realizadas en la cadena comercial de este residuo (generación, almacenamiento, mezcla recolección, transporte y disposición final), encontrándose resultados inquietantes que atañen al sector energético por las prácticas de disposición final, ya que los aceites usados se están utilizando como combustibles en forma indiscriminada y sin tratamiento, por la pequeña, mediana industria del sector y especialmente por la artesanal. Gráfica 1

2. OBJETIVOS ES PECÍFICOS •

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Determinar la cantidad de lubricantes que se generan en los diferentes procesos industriales que utilizan maquinas, herramientas. Tratarlos mediante procesos de regeneración y recuperación

Elaborado Por: Italo M endoza

Teniendo en cuenta estos resultados, se inicio una segunda fase de evaluación tendiente a examinar detalladamente las condiciones en que se efectúan estas prácticas sus repercusiones energéticas, económicas y ambientales, buscando soluciones que permitan un manejo adecuado de estos compuestos, minimizando al máximo su impacto ambiental y recuperando los lubricantes para su reutilización. En el Cantón M ilagro y sus alrededores se generan anualmente cerca de 30,000 galones de aceite usado, de los cuales se ha calculado un potencial de recuperación cercano a los 10,000 galones. Ap roximadamente 5,000 Galones son incorporados al mercado de los combustibles de acuerdo a los resultados de la Gráfica 1, particularmente en hornos y calderas de industrias medianas y pequeñas, como talleres de fundición, hornos, talleres de metalmecánica, para rociarlo en las calles que no tienen asfalto, pequeños trapiches paneleros y de alcohol. El desconocimiento de procedimientos técnicos para su recuperación por ausencia de normativa sobre su utilización industrial, por la carencia de estándares de consumo en calderas, hornos y secadores y por el mercado negro existente, es que este tipo de energéticos alternativos tienen un uso inadecuado no solamente en la parte técnica, también en lo ambiental. Los aceites usados están generando la degradación del medio ambiente por la gran cantidad de contaminantes, particularmente aquellos asociados con contenidos de metales pesados como: arsénico, cadmio, cromo, plomo y antimonio entre otros que son emitidos a la atmósfera durante el proceso de combustión. Estos compuestos químicos producen un efecto directo sobre la salud humana y varios de ellos son cancerígenos.

La implementación de planes y programas tendientes a lograr un apropiado manejo, recolección, transporte y aprovechamiento de este residuo, se traducirá en grandes beneficios, energéticos, ambientales y sociales, por la opción de una nueva alternativa de disposición, por la remoción de contaminantes especialmente los metales pesados y por la generación de un mercado formal que elimine su carácter de residuo peligroso, fomentando así la mano de obra del sector para su recuperación, acopio y tratamiento. Características de los aceites usados Las propiedades de los aceites usados dependen prioritariamente de las propiedades de las b ases lubricantes con que son fabricados, incorporando a estas los aditivos para mejorar su viscosidad, el poder detergente y la resistencia a altas temperaturas de operación. Además, como resultado del servicio prestado contienen sólidos, metales y productos orgánicos. Análisis realizados por Lahcorp¹, así como Lupien Rosenberg et Associes, demuestran que los aceites usados presentan como características típicas, las señaladas en la tabla 1. TABLA 1 CARACTERÍSTICAS Viscosidad a 40°C, SSU Gravedad 15.6 °C, °API Peso especifico a15.6 °C Agua, % Vol. Sedimentos, %Vol. Insolubles en Benceno,% peso Solubles en gasolina, %Vol. Punto de ignición, °C Poder calorí fico, MJ/kg

Fuente: Lahcorp 1

1

INDUSTRIAL 143-330 25.7-26.2 0.9002-0.8972 0.1-4.6 0.0 0.0 0.0 157-179 40120 - 41840

Compa ñía que se enc uentra en proce so de montaje de una planta de tratam iento de ace ites usados-Colombia

Las técnicas a utilizar son: La micro filtración del orden µm. Para la recuperación de los aceites industriales, se utilizan sistemas de filtración micrónicos y coalescentes, son equipos versátiles que permiten al usuario obtener metas de limpieza y control de contaminación presentes en los lubricantes, garantizando eficiencia y capacidad en los elementos filtrantes obteniendo excelentes resultados en los periodos de recambio. Se garantizan flujos d e lubricantes hasta de 25 GPM de lubricantes, sistema de filtración compuestos generalmente por dos carcazas: Una caracaza micrónica con elementos filtrantes que tiene como función principal la retención de partículas sólidas presentes en el aceite con tamaños hasta 25 micras, por ejemplo los metales pesados. Y una carcaza coalescente conformada por elementos filtrantes de los tipos coalescentes y separadores encargados de separar las moléculas de agua libre y en suspensión presentes en el aceite. Además de estas carcazas son necesarios componentes hidráulicos para la interconexión con el resto del equipo ver figura 1 y figura 2. Detallan las características del equipo y las carcasas. La figura 3, detalla internamente los componentes del filtro coalescentes p ara retención y separación de las moléculas de agua. Previo a la realización de una recuperación de aceites es necesario la caracterización del tipo de aceites que se van a recuperar, porque los contaminantes presentes dependen de diversos factores y no serán iguales en todos los casos, por lo cual puede que se requiera algún paso extra para facilitar la filtración como una decantación o pasarlo por una malla con un mesh mayores a 25 micras.

FIGURA 1

Fuente: Catálogo de productos, uso y mantenimiento TECASEN. T ecnología Parker Hannifin

FIGURA 2

Fuente: Proyecto Recuperación de Aceites

FIGURA 3

Fuente: Catálogo de productos, uso y mantenimiento TECASEN. T ecnología Parker Hannifin.

Cabe recalcar que un galón de aceite usado tirado en aguas, efluentes de ríos o en el mar, es capaz de contaminar aproximadamente 27,000 galones de agua limpia, impidiendo la vida a nivel de la sup erficie y eliminando la capacidad de absorción de la energía solar por debajo de la mancha del hidrocarburo, este efecto minimiza la producción de plancton capaz de sostener la vida acuática (flora y fauna) marina. Con estos procedimientos se disminuyen la adquisición de aceites usados y residuos generados, incidiendo directamente en los costos por mantenimiento y producción del producto final. 4. METODOLOGÍA En términos generales la investigación es de campo ya que se apoya en información que proviene de los procesos industriales y de lubricadoras ubicadas en la ciudad de M ilagro. Es documental por que se apoya en fuentes de carácter documental, bibliográfica de fuentes p rimarias y secundarias. Se trata de una investigación explicatoria, ya que aborda aspectos importantes relacionados con la problemática ambiental y optimización de los recursos económicos. La investigación también es descriptiva, utiliza el método de análisis, logrando caracterizar un objeto de estudio a una solución concreta. Y por último la investigación es longitudinal, porque se utilizan evaluaciones durante el proceso de regeneración de los aceites usados. Los materiales para realizar los ensayos son obtenidos de las maquinas u objetos de mantenimiento de la industria azucarera y equipos de transportes de la ciudad.

5. RES ULTADOS Los resultados esperados son: Básicamente la disminución de la contaminación ambiental y recuperación económica que genera la reutilización de aproximadamente 5,000 galones de aceite que se pueden tratar anualmente en este sector del país los resultados de ensayos preliminares realizados en el laboratorio de fábrica de Compañía Azucarera Valdez S.A 2 M uestran los (ECOELETRIC) . resultados de recuperación de aceites realizados al reductor de velocidad del turbogenerador NG de 27 M W Figura 4. Se ha visitado los tres ingenios azucareros más importantes que producen alrededor del 95% del azúcar que se consume en el país, y las tres destilerías más importantes que producen alcohol para exportación, a 3 partir de la melaza o miel “C”, ubicadas en la zona geográfica investigada para analizar la repercusiones e interés que tienen los usuarios con los aceites recuperados y de los resultados obtenidos se destacan que: FIGURA 4

Fuente: Laboratorio de Compañía Azucarera Valdez.

2

Em presa que pertene ce al Grupo NOBIS que coge nera electricidad pa ra Azucarera Valdez y Red P ública. 3 Melaza.- Residuo líquido del cua l y a no resulta económico extraer más azúcar, también se lo llama miel de tercera o miel final. Este residuo es la materia prima para obtener el alcohol.

• El 75% de los investigados muestran interés en el uso de aceites recuperados en sus equipos que mueven procesos industriales, considerando factores como costos, cumplimiento de normas ambientales, rendimiento frente a los tradicionales, seguridad en el suministro y el otro 25 esta dispuesto a ensayarlo. • Empresarios admiten conocer que el aceite usado y no tratado es un residuo peligroso, altamente contaminante, pero no tienen herramientas y el conocimiento necesario para el tratamiento, lo cual genera exceso de humos en chimeneas. Están fortaleciendo su ingreso a los sistemas de gestión especialmente a los de calidad y control ambiental para minimizar su impacto hacia el medio ambiente. • La eficiencia promedio de los equipos evaluados que utilizan aceites usados y sin tratar en los procesos de combustión es del orden del 75%, mientras que los equipos que utilizan aceites recuperados oscila entre el 85% y 90%, obteniéndose entre el 10% -15% de ahorro energético.

TABLA 2 DESCRIPCIÓN Moto-Bomba hidráulica de recirculación del aceite Filtros para el proceso de filtración Tanques plásticos para la recolección y almacenamiento Tanques de transición del aceite Costos variables.- Energía eléctrica para recuperar los 5,000 Gl. Costos fijos Accesorios y periféricos COSTOS TOTALES ($)

2,250.00 500.00 500.00 250.00

500.00 1,000.00 6,500.00

Elaborado: Italo Mendoza. Los ingresos y beneficios económicos de la implementación de la metodología se detallan en la tabla 3. TABLA 3 GALONES DE ACEITE 5,000.00

COSTOS NUEVO ($) 55,000.00

COSTOS RECUPERADO ($) 30,000.00

DIFERENCIA ($) 25,000.00

Elaborado pro: Italo Mendoza Los beneficios económicos o las utilidades fuera de impuestos es del orden de 25,000 dólares por la recuperación de los 5,000 Gl. de aceites usados, considerando que aplicamos la investigación por una vez, esto implica que los equipos quedarían para futuras recuperaciones en donde, solo se tendrá que reemplazar los elementos filtrantes que son descartables.

6. COS TOS DE IMPLEMENTACIÓN Los costos de implementación de esta metodología la cual consiste en la compra de equipos para la filtración y recuperación de aceites como los detallados anteriormente son descritos en la tabla 2.

COSTOS ($) 1,500.00

7. CONCLUS IONES •

Los test de laboratorio demuestran que con el proceso de filtración descrito en esta memoria se logran una remoción de contaminantes metálicos y orgánicos de aceites usados industriales especialmente los evaluados como son: los sistemas hidráulicos para transmisión de potencia SAE 20.que

pueden ser usados de nuevo con confianza en transmisiones u otros usos que sean requeridos, es un sistema simple y económico comparado con otros sistemas similares. Establecer y entregar a las Industrias una metodología plenamente desarrollada para que se implemente y proyecte hacia otros sectores productivos del país, buscando contribuir de una forma efectiva a la disminución de la contaminación ambiental. Para la comunidad de M ilagro el proyecto de investigación es amigable, ya que ayuda al desarrollo económico del cantón garantizando disminuir la contaminación ambiental en sus efluentes y ríos.

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8. RECOMENDACIONES Recomendamos la implementación de la propuesta de creación del proyecto de investigación a nivel de Industrias e Ingenios Azucareros, con el aporte económico de la empresa privada; para el presente caso, Compañía Azucarera 4 Valdez. S.A. . Quienes apoyan a este desarrollar este importante proyecto. Con el aval científico de Ingenieros de la misma entidad del área de M antenimiento. 9. BIBLIOGRAFÍA. 1.

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BENAVENTE R, Gonzalo. Aceite Lubricante Usado. Bravo Energy Chile S.A. Boletín Nº 2. Junio 1999. FLOREZ PIEDRAHITA, Carlos Arturo. Transformación de los aceites usados para su utilización como energéticos en procesos de

Em presa a zuca rera que se encuentra situada e n la Ciudad de Milagro provincia del Guayas-Ecua dor

combustión. En: Escenarios Y Estrategias. Bogotá. Diciembre de 2001 No 8. p . 28 – 32. 3. Omega Recycling Techologies.mht/ mailto:[email protected] 4. Padrino L; M artín P; Torres P. Innovación en la Recuperación de Bases Lubricantes Usadas con M étodos Arcillosos 5. Pit & Quarry. 2000 Equipment & Tech Handbook. Vol. 92 Issue 6, p. 126 6. PANTOJA, José Luis M artín y MORENO, Pilar M atías. ¿Qué se hace en España con los aceites usados? En: Ingeniería Química. Enero 1995, p. 113-117 7. RAM ÍREZ, Jairo Antonio. Recuperación de aceites lubricantes para automotores a partir de aceites usados y desechados, utilizando procesos físico-químicos. Tesis (ingeniero químico). Universidad de Antioquia. 8. RUIZ, Ernesto. Aceites lubricantes para motores a gasolina. En: Curso de educación continuada fundamentos básicos de lubricación. Bogotá D.E. M ayo de 1991. 9. TECASEN. Catálogo de productos, usos y mantenimiento. 10. UNEM I. Gines Elao, José David; Peñafiel Zanzzi, Kleynner. Estudiantes de Ingeniería Industrial con M ención en M antenimiento Industrial. 11. www.conep.org.pa/prodlimpia/cn pml/documentos/M anual_Tec_%2 0Residuos_OEA.doc